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一种XFEM断裂分析的裂尖单元新型改进函数
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB115[理学—数学;理学—应用数学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]河海大学工程力学系,南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金(11132003,50779011)和江苏省研究生创新工程(CX10B-202Z)资助项目.
中文摘要:

提出了一种适用于裂尖改进单元的新型改进函数,基于三角变换的方法,保留裂纹尖端场的应力奇异性和裂纹上、下表面的位移不连续性,将常规扩展有限元法裂尖改进单元的4项改进函数缩减为2项,裂尖改进单元的结点由常规的8个改进自由度减少为4个.采用2个正交的水平集函数表征材料内部裂纹面,详细阐述了改进单元类型的判别方法,给出一种改进单元的分区域积分方案.最后,若干断裂力学问题经典算例的数值计算结果表明:建议的裂尖改进函数具有较高的数值精度,该方法是十分有效的.

英文摘要:

In the paper, a novel enriched function for those elements containing crack tip is proposed. By the method of trigonometric transform, the four crack tip enriched functions in the standard extended finite element methods (XFEM) are reduced to the two ones. The reduced enriched functions still keep the two properties, such as the stress singular at the crack tip and the discontinuities of crack surfaces. The enriched degrees of freedom for those nodes of element containing crack tip is thereby reduced from 8 to 4. The two orthogonal level set functions are used to represent the existing crack in materials. The method for identifying the enriched type of elements is described in details. An integration schemes for enriched elements are given. Finally, several classic fracture problems are given to verify the numerical precision of the proposed crack tip enriched functions. The results show the effectiveness of the proposed method.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332